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自动门:自动平移门的机械结构

  • 发表时间:2020-05-19 09:56:47
  • 来源:菲勒自动门

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自动平移门的机械结构
从机械结构上看,自动平移门的基本组件是导轨、滑轮及传动皮带。由于这三个部分与自动门的运行直接有关,是自动门正常使用条件下的易损件,其结构设计、材质、加工精度、安装和调节精度决定了其维修保养要求和使用寿命。自动平移门电气组件的寿命主要与不当使用和偶然事故有关。稍后再述。

(1)自动平移门的导轨及滑轮结构
长期以来,自动平移门滑轨的设计完全不同于非自动平移门滑轨的设计。后者通常有两道水平方向的平行滑轨,两个(或四个)滑轮通过中间的连接件与悬挂的移动门体相连,移动门体的重心恰好在两道滑轨的支撑力之间,形成稳定的"正悬挂",这种稳定的结构可以达到很好的稳定性和静音效果。但是,自动平移门的滑轨由于要兼顾与门框的固定、门体吊挂及调节、电气组件的安装和外饰盖板的安装等功能,所以最简单的办法就是将滑轨设计成单侧滑道,门体在一侧通过滑轮侧向吊挂在滑轨上,形成侧悬挂。这种设计的优点是安装和调节门体方便、维修也容易。但是,这种设计有许多致命的弱点。第一,因为是侧悬挂结构,对门体向上的支撑力都在一条线上,门体重心由于安装精度的误差和风力的影响,使门体不仅形成静态侧摆也产生动态侧摆。为此,这种自动门门体下部的导向块,通常称为“止摆块”,就使用一种轴承,轴承直径小于门体下部导槽,使门体在两方向摆动的条件下依然可以运行。这种侧摆动产生的震动在使用效果上表现为噪音,其后果必然导致滑轮和滑轨的磨损。第二,这种侧悬挂结构使导轨和滑轮处于完全的开放状态,因此必然容易积累尘土,积尘使导轨和滑轮之间产生严重磨损。所以使用这种自动门必须注意保养和维护。第三,滑轮与导轨上部间隙容易使门体滑落,使用的安全性得不到保证。所以选择这种自动门必须注意自动门的抗风压强度。第四,这种不稳定的运行使驱动器负载不断变化,对电气组件的使用寿命影响极大。

这种结构设计的自动平移门的质量取决于导轨铝合金型材的材质、精度、强度、滑轮的材质及加工精度,以及门体吊挂件的设计和加工精度是否可以有效地减少安装误差。因此可以解释为什么欧洲特别是德国的同类自动门产品比较可靠。因为那里的基础工业,特别是铝合金加工的平均水平较高。

这种自动平移门安装和调试的关键是提高精度,即导轨的平直度和水平度,门体的两个吊挂点所形成的直线与导轨的平行度和垂直度,最大限度的减少门体的静态侧摆。在自动门投入使用后,尤其是初期,经常调节门体,修正运行产生的误差。另外,要严格限制门体重量,不能超过自动门的额定负重。通常在三个月最多一年内要对自动门进行全面的清理和调整。

为了解决侧摆的问题,欧洲高档自动平移门的导轨采用了垂直双导轨的结构设计。这种结构不仅有效地缓解了动态侧摆的问题,同时也在一定程度上解决了门体安全性的问题。更重要的是,这种结构极大地减少了滑轮的动态磨损。这一点将在滑轮部分详细论述。这种垂直双导轨根据门体受力情况对截面曲线进行加强设计,可以使门机单扇门重量达到200公斤。

最新的自动平移门导轨采用水平双导轨设计。使门体重心处于水平双导轨的两个支撑点之间,形成正悬挂。导轨开口朝下,并配以双侧密封毛刷,形成密封式导轨。避免积尘对导轨及滑轮的磨损。这种结构设计的关键在于如何解决导轨安装和传动及电气组件的固定问题。水平双导轨的结构在使用效果上的最大优点是静音,因为它彻底解决了侧摆的问题从而达到了运行中最大的动态稳定性。实现了一定程度的免维修承诺。

(2)导轨及滑轮的动态磨损
滑轮的动态磨损不仅指滑轮在导轨上做匀速运动条件下的磨损,而更重要的是指自动平移门短距离往返加速运动中滑轮的磨损。一般而言,滑轮在低匀速运动过程中,磨损极小,因为滚动摩擦系数比滑动摩擦系数小得多。但是自动平移门的运动特点是,在很短的时间里,从静止状态加速至0.4-0.7M,然后再减速直到门停止在最终位置。由于门体运行是由固定在门机上的驱动电机通过传动齿轮带动皮带来实现的,其情景非常类似于汽车的急速启动和刹车,前面或后面的滑轮会有很大的向下的压力,因此加大了摩擦力。如果导轨上有积尘,滑轮的磨损就会更大。另外,因为自动平移门的行程是固定的,所以对滑轮的磨损部位也相对固定,长期为更换的滑轮会被磨损成三角弧形。门体在运行中形成上下跳动,产生很大噪音。这种情况如果继续下去,铝合金导轨就会成为波浪状,开关们速度降低,电器部件负荷增大,直至门机彻底报废。普通自动平移门如果安装和维护不当,这个报废过程可能在一年内就完成。铝合金导轨的精度和强度较低,加上使用频率高,会使报废过程大幅度加快。

必须找到系统的解决方案才能彻底避免这一问题。首先必须提高铝合金型材的质量,即保证导轨的强度、耐磨性和平直度;然后要选择自润滑性好的滑轮材质,因为导轨上下不能加润滑剂,润滑会加速灰尘的积累。高档自动平移门的滑轮都采用特殊的尼龙滑轮,强度高、耐磨性好、自润滑性好,同时还能有一定的减震效果。

然而,如何通过滑轮的组合结构设计从动态过程的角度提出根本性的解决方案是问题的关键。市场上最简单的滑轮组合是单滑轮结构,即一个滑轮连接一个门体吊挂件,一个门体由两个滑轮来悬挂和驱动,这种最原始当然也是最经济的设计,完全不能解决滑轮和轨道的磨损问题;由两个滑轮连接一个门体吊挂件,使一个门体由四个滑轮来悬挂和驱动,分散了摩擦力,提高了门体的稳定性,可以说提高了自动门的一倍使用寿命,但最多也只解决了问题的一半。在垂直悬挂垂直双导轨的结构设计中,每一个门体吊挂件有两个滑轮悬挂在朝上的支撑导轨上,另有两个滑轮与朝下的导轨相接触,使一个门体由四个滑轮来悬挂和驱动,另有四个滑轮来稳定门体,进一步分散了摩擦力,避免类似汽车启动和刹车过程中前后轮的压力不均,在水平和垂直两个方向减少了门体的摆动和震动,这种结构较之侧悬挂双滑轮结构又提高了几乎一倍的使用寿命,而且大幅度的降低了运行噪音。

在正悬挂水平双导轨的结构设计中,每一个门体吊挂件有两组各两个滑轮悬挂在两条朝上的支撑导轨上,使一个门体由八个滑轮来悬挂和驱动,进一步分散了摩擦力,这种设计使减小滑轮直径从而减小门机体积成为可能。这一点的重要性在于可以为不同建筑提供风格不同的窄型自动平移门。

(3)齿型皮带

为了提高传动的机械效率,自动平移门的传动都采用齿型皮带。低档自动平移门的皮带的齿型为直角,因为齿型高度有限,当皮带张紧后以及门机加速运行时,皮带的齿距会产生变化因而导致皮带磨损。低档自动平移门的皮带是易损件,需定期更换,否则,不仅会提高功率损耗而且会导致皮带损坏。

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